DOENÇAS INFECCIOSAS

VIROLOGIA – CAPÍTULO DOIS

VIROLOGIA BÁSICA: REPLICAÇÃO DE VIRUS  

Dr Margaret Hunt
Professor Emerita
Department of Pathology, Microbiology and Immunology
University of South Carolina School of Medicine

Tradução: PhD. Myres Hopkins

OBJETIVOS DE AULA

Uma visão geral da replicação do ciclo dos virus

Adsorção
A primeira etapa na infecção de uma célula é a fixação à superfície da célula. A fixação se dá via interações iônicas que são independentes de temperatura. As proteínas de fixação virais reconhecem receptores específicos, que podem ser proteínas, carboidrados ou lipídios, na parte externa da célula. Células sem os receptores apropriados não são susceptíveis ao virus.

Penetração
O virus entra na célula e várias maneiras de acordo com a natureza do virus.

Envoltórios virais

(A) Entrada por fusão com a membrana plasmática. Alguns virus envelopados se fusionam diretamente com a membrana plasmática. Assim, os componentes internos do virion são imediatamente liberados para o citoplasma da célula (figura 1).

(B) Entrada via endossomos na superfície da célula (figura 2)

Alguns virus envelopados requerem um pH ácido para que a fusão ocorra e são incapazes de fusionar diretamente com a membrana plasmática. Esses virus são interiorizados pela invaginação da membrana formando endossomos. À medida que os endossomos se tornam acidificados, a atividade latente de fusão  de proteínas do virus se torna ativada pela diminuição do pH e a membrana do virion se fusiona com a membrana do endossomo. Isso resulta na liberação dos componentes internos do virus para o citoplasma da célula. 

Virus não envelopados

Virus não envelopados podem cruzar a membrana plasmática diretamente ou podem ser interiorizados em endossomos. Eles então cruzam (ou destroem) a membrana endossomal.

Desencapamento
Os ácidos nuclêicos tem que estar suficientemente desencapados para que a replicação viral possa se iniciar neste estágio. Quando o ácido nuclêico estiver desencapado, partículas virais infecciosas não podem ser recuperadas da célula – isso é o início da fase de ECLIPSE – que dura até quando novos virions infecciosos forem produzidos.

Síntese de ácido nuclêico viral e proteína
Muitas estratégias são usadas, algumas das quais serão discutidas nos próximos capítulos.

Montagem/maturação
Novas partículas virais são montadas. Deve haver uma etapa de maturação que se segue ao processo inicial de montagem.

Liberação
Virus pode ser liberado devido à lise da célula, ou, se envelopado, pode brotar da célula. Brotamento de virus (figuras 3 e 4) não necessariamente mata a célula. Assim, alguns virus que saem da célula podem montar infecções persistentes. Nem todas as partículas virais liberadas são infecciosas. A razão entre partículas virais infecciosas e não infecciosas varia de acôrdo com o virus e as condições de crescimento.

Figura 2 Fusão de um virus com a membrana de um endossomo

Figura 3 Eletromicrografia de transmissão do HIV-1, brotamento e liberação  CDC

Figura 4 Brotamento do HIV do tecido linfático humano (TEM x133,335) © Dennis Kunkel Microscopy, Inc.  Usado com permissão

EFFEITOS DOS VIRUS NA SÍNTESE MACROMOLECULAR DO HOSPEDEIRO

Muitos virus inibem a síntese de RNA, DNA ou de proteínas do hospedeiro (ou qualquer combinação entre estes). Os mecanismos pelos quais o virus faz isso varia muito.

Efeito citopático (CPE)
A presença do virus frequentemente gera mudanças morfológicas na célula hospedeira. Qualquer mudança detectável na célula hospedeira devido à infecção é conhecida como efeito citopático. Efeitos citopáticos (CPE) consistem na curvatura da célula, desorientação, inchaço ou murchamento, morte, destacamento da superfície, etc.

Muitos virus induzem apoptose (morte celulas programada) nas células infectadas. Isso pode ser uma parte importante da defesa da defesa da célula hospedeira contra um virus – morte celular antes de completar o ciclo de replicação viral pode limitar o número de descendentes e o espalhamento da infecção. (Alguns virus demoram ou impedem a apoptose – dando a eles mesmos a chance de replicarem mais virions.)

Alguns virus afetam a regulação da expressão dos genes da célula hospeira, o que pode ter importantes resultados tanto para a habilidade de crescimento do virus, como em termos do efeito na célula hospedeira.

Os efeitos citopáticos produzidos por virus diferentes depende do virus e das células em que eles crescem. Isso pode ser usado no laboratório de virologia clínica para ajudar na identificação de um isolado viral.

Testes de unidades formadoras de placas

O efeito CPE pode ser usado para quantificar partículas infecciosas virais pelo ensaio de formação de placas (figura 5).

As céluas são crescidas em uma superfície plana até formarem uma unicamada de células cobrindo uma garrafa de cultura ou placa de Petri. Elas são infectadas com o virus. O meio de cultura líquido é substituido por um meio semi-sólido de forma que qualquer partícula viral produzida como resultado de uma infecção não possa ultrapassar os limites do local de sua produção. Uma placa é produzida quando uma partícula viral infecta uma célula, replica e depois mata a célula. As células que a rodeiam são infectadas pelo virus recém replicado e também são mortas. Este processo se repete várias vezes. As células são então coradas com um corante que cora apenas células vivas. As células mortas na placa não se coram e aparecem como áreas descoradas em um fundo de cor. Cada placa é resultado de uma infecção de uma célula por um virus seguido da replicação e espalhamento daquele virus. Entretanto, virus que não matam células não produzem placas.

Ensaios para virus

Alguns métodos (ex. Microscopia eletrônica) permite contar todos os virions mas não são informativos quanto à infectividade. Outros métodos (ex. hemaglutinação) são medidas menos sensíveis de quantos virus estão presentes, mas não são informativos quanto à infectividade. Outros métodos, ex. Teste de placas, mede o número de partículas infecciosas.

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